變壓器局部放電在線監(jiān)測方法研究

摘要：隨著我國經濟的不斷發(fā)展，科技的不斷進步，社會各個環(huán)節(jié)運作都需要大量的電力，保證我國電力的安全運行是電力公司非常重要的任務。在整個電力系統(tǒng)中，變壓器是非常重要的設備，它在很大程度上保證了電力輸送的安全性和可靠性。變壓器如果發(fā)生故障就會使一定范圍內用電設備處于停電狀態(tài)，在一定程度上影響了人們生活和工作狀態(tài)，給人們帶來很大的經濟損失。文章主要闡述了變壓器局部放電在線監(jiān)測方法。

關鍵詞：變壓器;局部放電;在線監(jiān)測;電力系統(tǒng);電力輸送;線路故障 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM774 文章編號：1009-2374（2015）02-0154-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0174

我國變壓器局部放電在線監(jiān)測主要是對變壓器的絕緣狀態(tài)進行監(jiān)測，主要監(jiān)測方法有變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測、變壓器油中微水在線監(jiān)測和變壓器局部放電在線監(jiān)測。變壓器經過長時間運行，在高溫下逐漸分解出氣體，氣體在油紙絕緣中存在，氣體自身對物體擊穿強度和油紙相比相對較弱。在電壓恒定狀態(tài)下工作的變壓器受到電壓的作用，氣孔被首先擊穿就形成了放電現(xiàn)象。變壓器工作狀態(tài)中由于一些原因也可能導致放電現(xiàn)象，比如變壓器鐵芯絕緣不良形成放電。變壓器在很多情況下也會形成兩點鐵芯接地形成線路的短路情況，所以，局部電路在很大程度上能夠監(jiān)測出變壓器出現(xiàn)的問題。如果在放電初期就能夠監(jiān)測到，并且強度很弱，持續(xù)時間很短，要及時對隱患進行消除，避免造成變壓器內部構造的損害。

1 變壓器局部放電的定位

1.1 超聲定位法

超聲波定位法主要是對變壓器局部放電產生的信號進行檢測。在變壓器箱外殼中安裝超聲波傳感器，如果變壓器設備出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象，超聲波傳感器能夠及時地對放電時發(fā)出的超聲波信號進行捕捉并且檢測。由于變壓器箱外的傳感器數量不止一個，傳感器由于放置的位置不同，對放電產生信號的檢測時間也不相同，因此，通過檢測信號的大小和時間進而對局部放電位置進行定位。

1.2 電-聲聯(lián)合定位法

電-聲聯(lián)合檢測方法主要是運用信號的傳播速度進行定位。超聲波在油和箱中的傳播速度和電信號的傳播速度相比在一定程度上較低，該方法利用這一特點對局部放電位置進行定位。發(fā)生局部放電現(xiàn)象時，速度快的信號首選觸碰到監(jiān)測器，由于超聲波速度相對較慢，監(jiān)測器通過電信號和超聲波兩者到達的時間差來推測局部放電的位置。

1.3 電氣定位法

此種方法首先需要對一些事項進行假設，假設變壓器的等值電路在某特定頻率范圍內是純容性電路，這種容性電路在變壓器中能夠計算出具體數值。如果發(fā)生局部放電現(xiàn)象，需要滿足電壓比值和放電點位置兩者的函數關系，對變壓器電壓進行測量就能夠判斷出放電的位置。

2 變壓器局部放電在線監(jiān)測方法

2.1 脈沖電流法

脈沖電流監(jiān)測方法是最早用于變壓器局部放電監(jiān)測的方法，此方法在監(jiān)測中應用最為廣泛。如果發(fā)生局部放電現(xiàn)象，會產生高頻脈沖電流，這種電流能夠對變壓器中性點進行監(jiān)測，并且還能夠對外殼接地電纜脈沖電流進行監(jiān)測顯示。還可以利用監(jiān)測器對變壓器高壓套管處的脈沖電流進行監(jiān)測，能夠準確地確認變壓器中是否發(fā)生了局部放電現(xiàn)象。

2.2 超聲波監(jiān)測法

變壓器發(fā)生局部放電現(xiàn)象時會發(fā)出電脈沖信號和超聲波信號，能夠根據產生的兩種信號來判斷設備內部的局部放電狀況。可通過同時產生的超聲波信號和電信號判斷變壓器內部的絕緣狀況。

2.3 射頻監(jiān)測法

射頻監(jiān)測方法主要是采用傳感器對變壓器中的中性點進行監(jiān)測，還能夠采用傳感器截取變壓器內部放電產生的電磁波信號進行監(jiān)測。射頻監(jiān)測方法和超聲波法、射頻監(jiān)測法相比在很大程度上能夠加快監(jiān)測頻率，并且監(jiān)測過程中對變壓器運行方式的改變不受影響。

2.4 光測監(jiān)測方法

當變壓器內部產生局部放電現(xiàn)象的時候，放電的產生往往伴隨著脈沖電流的產生，與此同時有發(fā)光、發(fā)熱現(xiàn)象的產生。光測方法主要是對光輻射信號進行監(jiān)測，采用光電探測器對變壓器內部放電產生的光輻射信號進行監(jiān)測并分析，光電探測器將光輻射信號轉化為電信號，把電信號經過處理輸送到監(jiān)測系統(tǒng)中。光測法在進行監(jiān)測的時候不受任何環(huán)境的影響，但是檢測的靈敏度相較于其他設備稍低。

2.5 化學法

化學法主要是利用變壓器內部分解出氣體中的成分和濃度進行檢測。變壓器放電產生的氣體中主要以氫氣、一氧化碳和四氧化碳等氣體，通過分析氣體中的成分、濃度和熱量來進行放電監(jiān)測，但是化學監(jiān)測方法有一些不可避免的缺點：（1）變壓器內油氣分離的時間長，對瞬間發(fā)生的局部電流很難發(fā)現(xiàn);（2）化學監(jiān)測方法只能對局部放電的發(fā)生進行監(jiān)測，不能夠對放電發(fā)生的位置進行定位。

3 變壓器局部放電在線監(jiān)測的發(fā)展

隨著科技不斷發(fā)展，我國在局部放電監(jiān)測技術方面有了很大的突破和發(fā)展，取得了傲人的成績。變壓器局部放電在線監(jiān)測的研究重點主要有以下六點：（1）深入探究變壓器局部放電的理論結構，建立不同局部放電的類型模型，根據類型和特征的不同運用科學的控制措施對其進行監(jiān)測;（2）變壓器在局部放電時往往出現(xiàn)多點放電現(xiàn)象，需要在局部放電的基礎上研究多點放電的特征和控制措施;（3）在進行變壓器局部放電監(jiān)測的時候，需要做到對干擾信號進行有效的識別，一些監(jiān)測方法能夠很好地對干擾信號進行正確識別;（4）在現(xiàn)有技術的基礎上著力研究新型傳感器，使局部放電監(jiān)測效率更高;（5）要解決放電量的標定問題，這種標定問題在很大程度上能夠判斷出局部放電的嚴重程度;（6）對在線監(jiān)測系統(tǒng)進行不斷完善，這不但需要有好的技術，而且還需要把整個監(jiān)測系統(tǒng)都優(yōu)化在內。

4 結語

隨著我國用電量不斷加大，電力企業(yè)也在積極提高電力系統(tǒng)，使電網等級進行不斷更新和升高，電量容量不斷增多。在對變壓器進行在線監(jiān)測的時候，要保證變壓器出現(xiàn)了局部放電現(xiàn)象、絕緣體是否受損等一些問題，必須要對其進行準確的判斷，提高判斷準確率，避免誤判的情況發(fā)生。由于變壓器主要任務是輸送電力，內部結構相對繁雜和不均勻分布，當不均勻地方的電場達到一定程度的時候，就會發(fā)生局部放電，從而破壞絕緣性能，直接造成停電或者事故的發(fā)生，所以，對變壓器進行在線監(jiān)測有很重要意義。對變壓器在線監(jiān)測能夠很好地對設備內容的絕緣狀態(tài)進行實時的監(jiān)控，有很高的靈敏度，還能夠對局部放電位置進行定位，為變壓器的檢修提供了便利條件。隨著新型技術的不斷發(fā)展，極大地促進了變壓器局部放電技術的快速發(fā)展。

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作者簡介：狄傳民（1964-），男，山東滕州人，兗州煤業(yè)股份有限公司鮑店煤礦副總工程師，高級工程師，研究方向：機電一體化;馬剛（1971-），男，遼寧莊河人，兗州煤業(yè)股份有限公司鮑店煤礦副礦長，高級工程師，研究方向：機電工程。

（責任編輯：蔣建華）